摘要
森林冠层(简称林冠)作为森林与外界环境相互作用最直接和最活跃的关键生态界面,在生物多样性的形成与维持以及生态系统功能过程中发挥着重要的作用。因此,气候变化下的林冠生物多样性维持机制及其保护与可持续利用已成为现代生态学研究的热点问题。林冠叶际微生物作为森林生物多样性的重要组成部分,受到越来越多的关注。本文以鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20ha样地为研究对象,按照物种进化地位及在样地中的重要性,选择45个物种175株个体,通过高通量分子测序手段(细菌16S rRNA、真菌ITS),解析南亚热带常绿阔叶林叶际微生物的群落结构和多样性特征,并从寄主植物性状角度探究叶际微生物群落结构和多样性的影响因素,进一步总结南亚热带常绿阔叶林叶际微生物群落特征研究技术。主要研究结果如下: (1)南亚热带常绿阔叶林叶际细菌和真菌群落组成和多样性较为丰富,且均含有共享菌群。 在细菌群落中共发现3756种OTU,平均每个寄主物种有1493±85个OTU,且具有共享核心菌群(共享丰度>5%的5个纲核心菌群)。在真菌群落中共发现2541个OTU,平均每个寄主物种有1367±34个OTU,且同样具有共享核心真菌群(共享丰度>5%的3个纲核心菌群)。 (2)南亚热带常绿阔叶林叶际细菌群落组成和多样性的影响因素。 叶际细菌分类群落α多样性指数基本不受寄主特性影响,细菌分类群落的种类和数量是一个随机分布的过程。叶际细菌功能群α多样性指数受寄主特性影响更加明显,主要影响因素有叶片氮磷含量。 从寄主特性方面来解释影响叶际细菌群落结构组成的因素:最重要的是资源吸收相关性状(如碳、氮、磷、钙含量、比叶面积、叶片干物质含量、木材密度),其次是寄主相对增长率/死亡率和植物成熟度相关(如胸径、高度)。 (3)南亚热带常绿阔叶林叶际真菌群落组成和多样性的影响因素。 叶际真菌α多样性受寄主特性影响明显,主要影响因素有高度、叶片干物质含量、硅含量、死亡率。 寄主特性对真菌群落组成和核心菌群的组成的影响因素较为一致,均是寄主胸径、高度、木材密度、碳、氮、磷、钙含量、相对增长率。 本文研究结果表明,鼎湖山南亚热带常绿阔叶林叶际细菌和叶际真菌群落组成丰富,多样性较高,且均具有共享核心菌群。寄主植物叶片资源吸收策略相关性状、相对增长率/死亡率和胸径高度等特性均能影响叶际微生物群落结构组成和多样性。这些对于揭示南亚热带常绿阔叶林冠层微生物变化的规律及其对森林生态系统功能过程的影响和对全球变化的响应具有重要意义。